WO2022005173A1 - 기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법 - Google Patents

기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법 Download PDF

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WO2022005173A1
WO2022005173A1 PCT/KR2021/008196 KR2021008196W WO2022005173A1 WO 2022005173 A1 WO2022005173 A1 WO 2022005173A1 KR 2021008196 W KR2021008196 W KR 2021008196W WO 2022005173 A1 WO2022005173 A1 WO 2022005173A1
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이성준
최현준
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    • H04W80/00—Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
    • H04W80/04—Network layer protocols, e.g. mobile IP [Internet Protocol]

Definitions

  • the present invention relates to a technology for realizing the mobility guarantee of a server (Application Server).
  • the 5G communication system supports the scenarios of eMBB (enhanced mobile broadband)/mMTC (massive machine type communications)/URLLC (ultra-reliable and low latency communications) while accommodating the maximum number of terminals based on limited radio resources. have.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low latency communications
  • a network structure for supporting a terminal, a base station (access), a core, and a server from end to end is defined.
  • control signaling function area (Control Plane)
  • User Plane a network structure that divides the data transmission/reception function area
  • edge node the node closest to the customer (UE) (hereinafter, edge node) is evolving into a structure that provides edge services, cloud and virtualization (VM / Container), etc. technology is emerging.
  • the current standard does not present a specific method of guaranteeing data service provision even when the destination IP from the viewpoint of the terminal is changed, that is, securing the mobility of the application server.
  • An object of the present invention is to provide a detailed method for realizing the mobility guarantee of the application server.
  • a base station apparatus includes: a change determining unit for determining whether a server address of the data service is changed in a state in which a session for traffic transmission of a data service between a terminal and a server is established; and an information delivery unit configured to transmit address information on the changed server to the terminal when it is determined to change the server address of the data service, so that the terminal performs traffic transmission of the data service using the changed address information of the server include
  • the change determining unit when the change determining unit is notified of a server change of the data service for the terminal from the node of the control plane, address information of the server according to the notification and the terminal using the data service traffic transmission By comparing the address information of the server, it can be determined whether the server address of the data service is changed.
  • address information of a server used by the terminal when transmitting traffic of the data service may be monitored based on a node of a user plane participating in the session.
  • the address information transmitted to the terminal adds, removes, or relocates the node of the user plane participating in the session as the server change of the data service for the terminal is notified from the node of the control plane. may be transmitted through a message transmitted to the terminal during the process of performing user plane reconfiguration.
  • the information transfer unit transmits the destination information including the address information to the terminal, and the destination information includes Link Layer (L2), Internet Layer (L3), Internet Layer (L3) according to Internet Protocol Suite for the changed server.
  • Address information including at least one of the addresses of Transport Layer (L4) and Application Layer (L7), activation information on the execution time of traffic transmission using the changed address information of the server, duration information on the execution period, when performing It may include at least one of information on a protocol application method and information on a protocol processing method.
  • the base station device may be at least one of the nodes of the control plane.
  • the terminal device receives the changed server address information transmitted from the node of the control plane to the server of the data service in a state in which a session for data service traffic transmission between the terminal device and the server is established.
  • an information receiving unit for receiving; and an application unit configured to transmit the data service traffic by using the changed server address information when receiving the changed server address information.
  • the changed server address information includes address information of a server according to a server change of the data service notified by the control plane and address information of a monitored server that is being used when transmitting traffic of the data service in the user plane. In different cases, it may be transmitted to the terminal device.
  • a method of operating a base station apparatus includes: a change determination step of determining whether a server address of the data service is changed in a state in which a session for traffic transmission of a data service between a terminal and a server is established; and when it is determined that the server address change of the data service is changed, the address information on the changed server is delivered to the terminal, and the terminal performs traffic transmission of the data service using the changed address information of the server.
  • the change determination step when a server change of the data service for the terminal is notified from the node of the control plane, address information of the server according to the notification and the terminal use the data service traffic transmission
  • the method may include comparing address information of existing servers, and determining whether the server address of the data service is changed according to the comparison result.
  • address information of a server used by the terminal when transmitting traffic of the data service may be monitored based on a node of a user plane participating in the session.
  • 1 is an exemplary diagram showing the structure of a 5G system.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a base station apparatus (network apparatus) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a terminal device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an overall flowchart illustrating a scenario of guaranteeing application server mobility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exemplary diagram showing the configuration of destination information transmitted to a terminal in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of operating a base station apparatus (network apparatus) according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a technology for realizing the mobility guarantee of a server (Application Server).
  • the 5G communication system supports the scenarios of eMBB (enhanced mobile broadband)/mMTC (massive machine type communications)/URLLC (ultra-reliable and low latency communications) while accommodating the maximum number of terminals based on limited radio resources. have.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low latency communications
  • a network structure for supporting a terminal, a base station (access), a core, and a server from end to end is defined.
  • control signaling function area (Control Plane)
  • User Plane a network structure that divides the data transmission/reception function area
  • 1 is an exemplary diagram showing the structure of a 5G system.
  • the control node of the control plane is an Access and Mobility Function (AMF) that controls access to the radio section of the terminal, and a Session Management Function (SMF) that manages/controls sessions for using data services for each terminal.
  • AMF Access and Mobility Function
  • SMF Session Management Function
  • NEF Network Exposure Function
  • NRF Network Repository Function
  • AF Network Repository Function
  • the data node of the user plane can be defined as a UPF (User Plane Function) that transmits and receives data between the terminal and the application server through a session with the terminal based on the control (interlocking) of the SMF.
  • UPF User Plane Function
  • edge node the node closest to the customer (UE) (hereinafter, edge node) is evolving into a structure that provides edge services, cloud and virtualization (VM / Container), etc. technology is emerging.
  • the technical method (hereinafter, application server mobility guarantee technology) proposed by the present invention is a continuous monitoring of data between a terminal and a server in the core network, and a terminal (Local cache) when it is necessary to change the monitoring-based server address (Destination IP). ) to realize the use of an immediate change address.
  • a base station device (hereinafter, referred to as a network device) that implements the application server mobility guarantee technology proposed in the present invention will be described.
  • FIG 2 shows the configuration of the network device of the present invention.
  • the network device 100 includes a change determining unit 110 and an information transmitting unit 120 .
  • the network device 100 may further include a reconfiguration unit 130 .
  • the network device 100 of the present invention may be a control node of the control plane shown in FIG. 1 , and may correspond to, for example, SMF or AMF.
  • the network device 100 communicates with the NF (eg, AF, NEF, etc.) of the control plane, and if the network device 100 is SMF, the NF (eg, UPF) of the user plane and In communication, if the network device 100 is an AMF, it may further include a communication unit 140 for communicating with the terminal-side (R) AN and the terminal.
  • the NF eg, AF, NEF, etc.
  • the network device 100 may further include a communication unit 140 for communicating with the terminal-side (R) AN and the terminal.
  • the communication unit 140 supports an inter-NF communication service-based interface (Request/Response, Subscribe/Notify) defined to communicate with the NFs (eg, AF, NEF, etc.) of the Control Plane, and N4 defined to communicate with the UPF Interface may be supported, and an N2 interface defined to communicate with (R)AN and an N1 interface defined to communicate with a terminal may be supported.
  • NFs eg, AF, NEF, etc.
  • N4 defined to communicate with the UPF Interface
  • N2 interface defined to communicate with (R)AN and an N1 interface defined to communicate with a terminal may be supported.
  • AMF / SMF may be 5G MME and SMF / UPF may be 5G SPGW-C / SPGW-U, the network device 100 of the present invention, 5G MME and 5G It may correspond to any one or two or more of SPGW-C/SPGW-U.
  • the network device 100 of the present invention will be described as an AMF/SMF.
  • All or at least a part of the configuration of the network device 100 may be implemented in the form of a hardware module or a software module, or may be implemented in a form in which a hardware module and a software module are combined.
  • the software module may be understood as, for example, instructions executed by a processor that controls operations in the network device 100 , and these instructions may have a form mounted in a memory in the network device 100 . .
  • the network device 100 realizes the method proposed by the present invention, that is, the application server mobility guarantee technology, through the above-described configuration, and in the following, in the network device 100 for realizing this Each configuration will be described in more detail.
  • the change determining unit 110 determines whether a server address of the data service is changed in a state in which a session for traffic transmission of the data service between the terminal and the server is established.
  • the proposed method of the present invention that is, the application server mobility guarantee technology, will be able to operate/apply regardless of whether a session in a state established between the terminal and the server is in an active state or an idle state.
  • the change determining unit 110 determines whether the server address of the data service is changed with respect to a session (regardless of Active or Idle) set for data service traffic transmission between the application in the terminal and the corresponding application server. , it is possible to determine whether a change in the server address (eg, destination IP) in the terminal (local cache) is necessary.
  • the data service between the application in the terminal and the corresponding application server is divided into a source IP (ie, Client IP) of the terminal and a destination IP (ie, Server IP) of the server and communicated.
  • a source IP ie, Client IP
  • a destination IP ie, Server IP
  • the IP of the terminal may be allocated based on the IP Pool in the 5G Core network (Network Function, NFs), and the server IP may be an IP used in the WAN section / Internet Exchange and the public Internet.
  • 5G Core network Network Function, NFs
  • the server IP may be an IP used in the WAN section / Internet Exchange and the public Internet.
  • the server address for determining whether to change may be different from the internal IP of the actual server through NAT (Network Address Translation) in the Internet structure.
  • NAT Network Address Translation
  • the server address for determining whether to change is ultimately the IP of the terminal from the standpoint of the 5G Core communication network and the destination corresponding to the peer required when the terminal transmits (transmits/receives) traffic. It means address information (eg MAC address, IP address, Transport address, Application address, etc.).
  • the change determining unit 110 is configured to transmit, when a server change of the data service for the terminal is notified from a node of a control plane, address information of the server according to the notification and traffic of the data service from the terminal It is determined whether the server address of the data service is changed by comparing the address information of the server currently being used.
  • the address information of the server used by the terminal when transmitting the traffic of the data service may be monitored based on the node of the user plane involved in the session, that is, the UPF.
  • the application server corresponding to the data service peer of the terminal referred to in the present invention may be a public server or a cloud server on the Public/Cloud Internet, and an edge server implemented in a location close to the customer (UE) for edge service it may be
  • a session for data service traffic transmission is established between APP_1 running in the terminal and an application server serving APP_1 (hereinafter, AS 1).
  • AS application server serving APP_1
  • the terminal as an application server corresponding to the peer of the APP_1 service, will be performing traffic transmission of the APP_1 service using the address information (eg, IP) of AS 1.
  • IP address information
  • the control plane AF may notify the SMF directly or indirectly through the NEF after the AS change according to the event is successfully completed.
  • the network device 100 of the present invention receives a notification to the AF according to the subscription information of the customer (UE) and the operator policy when establishing a session for the data service (APP service) can be pre-registered.
  • the change determination unit 110 from the node of the Control Plane, that is, the AF above, notifies the server change of the data service (eg, APP_1 service) for the terminal (eg, APP_1) (eg, AS 1->AS 2) can receive
  • the server change of the data service eg, APP_1 service
  • the terminal eg, APP_1
  • AS 1->AS 2 can receive
  • the notification of the above-described server change in addition to the method of being notified from the nodes (eg, AF, NEF) of the control plane (Control Plane), may be notified by the monitoring of the nodes of the user plane (User Plane), that is, the UPF, It may be notified before the application server IP is changed, that is, at the time of prediction of the change.
  • the subject of the notification, the notification time, and the notification conditions are not limited in the core and/or public network. It will be possible, and it may be transmitted to the terminal.
  • the network device 100 may monitor the traffic (data packet) of the data service between the application in the terminal and the corresponding application server.
  • the UPF identifies the destination IP in the data of a specific subscriber (eg, the target subscriber/APP for which the SMF has registered to receive notification with AF) while transmitting and receiving data between the terminal and the application server through a session with the terminal.
  • SMF eg, Application Detection and Control, ADC operation
  • the network device (100, AMF/SMF) of the present invention identifies the above-mentioned UPF address information (eg, IP) of the server used for traffic transmission for each App-unit session in the terminal. You can monitor at all times based on /delivery.
  • UPF address information eg, IP
  • the change determination unit 110 notifies the server change from AF for the session of the data service (eg, APP_1 service) for the terminal (eg, APP_1) (eg, AS 1- >AS 2) is received, the address information (eg IP) of the server (eg AS 2) according to the notification and the data service (eg APP_1 service) used when transmitting traffic from the terminal (eg APP_1) Compares the address information (eg IP) of the server (eg AS 1), that is, the address information (eg IP) of the monitored current server (eg AS 1).
  • the data service eg, APP_1 service
  • the change determination unit 110 address information (eg, IP) of the server (eg, AS 2) according to the notification of the control plane and address information (eg, AS 1) of the current server (eg, AS 1) monitored in the user plane : IP), it is determined that the server address of the data service (eg, APP_1 service) has not changed.
  • address information eg, IP
  • AS 2 address information
  • AS 1 address information of the current server (eg, AS 1) monitored in the user plane : IP)
  • the server address of the data service eg, APP_1 service
  • the change determination unit 110 address information (eg, IP) of the server (eg, AS 2) according to the notification of the ontrol plane and address information (eg, AS 1) of the current server (eg, AS 1) monitored in the user plane : IP), it may be determined that the server address of the data service (eg, APP_1 service) is changed, and it may be determined that the server address (eg, destination IP) in the terminal (local cache) needs to be changed.
  • address information eg, IP
  • AS 2 address information of the current server (eg, AS 1) monitored in the user plane : IP
  • the server address of the data service eg, APP_1 service
  • the change determining unit 110 classifies each application executed in the terminal based on a predetermined identifier such as Application ID and Slice ID, for each App unit session (regardless of Active or Idle) in the terminal. It can be determined whether a server address (Destination IP) change in (Local cache) is required.
  • a server address Destination IP
  • the information transfer unit 120 transmits address information on the changed server to the terminal, so that the terminal transmits traffic of the data service using the changed address information of the server to perform
  • the information delivery unit 120 determines that the server address of the data service (eg, APP_1 service) has changed (eg, AS 1->AS 2), Address information (eg, IP) is immediately transferred to the corresponding terminal (APP_1).
  • the server address of the data service eg, APP_1 service
  • Address information eg, IP
  • the corresponding terminal (APP_1) receives the changed server address information (eg, AS 2 IP) transmitted from the network device (100, AMF/SMF) of the present invention, and thus the changed server address information (eg, AS) 2 IP), as the application server corresponding to the peer of the APP_1 service, it can transmit the traffic of the APP_1 service using the address information (eg, IP) of AS 2, and thus, when the application server is changed In the Edo terminal (APP_1), the APP_1 service may be continuously provided in real time.
  • the changed server address information eg, AS 2 IP
  • the reconfiguration unit 130 adds a node of a user plane involved in the session, that is, UPF, when a server change of data service for a terminal is notified from a node of the control plane, for example, the AF described above. , or removing, or relocating, user plane reconstruction can be performed.
  • the reconfiguration unit 130 when the server change of the data service (eg, APP_1 service) for the terminal (eg, APP_1) is notified from the node of the control plane, that is, the AF above (eg, AS 1- >AS 2), this notification is triggered and performs User Plane reconfiguration to add, remove, or relocate UPFs involved in the session (eg, APP_1) of the corresponding terminal.
  • the server change of the data service eg, APP_1 service
  • the terminal eg, APP_1 service
  • the information transfer unit 120 transmits address information (eg, IP) for the changed server (eg, AS 2) to the corresponding terminal (APP_1) by utilizing the message transmitted to the corresponding terminal in the above-described user plane reconfiguration process. ) can be transferred immediately.
  • address information eg, IP
  • the information delivery unit 120 may utilize the message first transmitted to the corresponding terminal in the user plane reconfiguration process described above, for example, may utilize the PDU Session Modification/Update Command of the NAS PCO.
  • the information transfer unit 120 may transmit destination information including address information for the changed server (eg, AS 2 ) to the corresponding terminal (APP_1).
  • destination information including address information for the changed server (eg, AS 2 ) to the corresponding terminal (APP_1).
  • the information delivery unit 120 uses, in addition to the address information (eg, IP) of the changed server (eg, AS 2) notified from the AF, the changed server address information (eg, AS 2 IP) in the corresponding terminal (APP_1) It is possible to transmit destination information including/input conditions to be reflected at the time to the corresponding terminal (APP_1).
  • the address information eg, IP
  • AS 2 IP changed server address information
  • This destination information includes address information including at least one of the addresses of Link Layer (L2), Internet Layer (L3), Transport Layer (L4), and Application Layer (L7) according to the Internet Protocol Suite for the changed server. can do.
  • L2 Link Layer
  • L3 Internet Layer
  • Transport Layer L4
  • Application Layer L7
  • the address information included in the destination information can be classified and included into the destination address included in the Link Layer (L2), Internet Layer (L3), Transport Layer (L4), and Application Layer (L7) according to the Internet Protocol Suite.
  • L2 is the destination address of MAC
  • L3 is IP (v4 and v6) address
  • L4 is Transport (TCP, UDP, SCTP, DCCP) address
  • L7 is Application (HTTP/S, S/FTP URL/URI) /URN) address.
  • the destination information includes at least one of activation information on the execution time of traffic transmission using the changed address information of the server, duration information on the execution period, information on the protocol application method at the time of execution, and information on the protocol processing method It may have a configuration that includes.
  • FIG. 5 shows a configuration of destination information transmitted to a terminal in an embodiment of the present invention.
  • the terminal executes APP_1, APP_2... APP_N, and the first Address information for each App unit session means the address information of the current server monitored in the present invention,
  • the second address information refers to the changed address information of the server delivered to the terminal in the present invention.
  • the address information of the current/changed server is not limited to the IP mainly mentioned in the above description of the embodiment, and may be a Port, a URL, or a URI.
  • the "Activation for the second” information defines when to perform traffic transmission using the received second Address information
  • the "Duration for the second” information defines the received second Address information It defines when to carry out the transmission of traffic using information.
  • the "protocol application method” information for the second defines which flow (eg, current flow, new flow) is to be applied when performing traffic transmission using the received second address information.
  • the "protocol processing method” information defines which processing method (eg, encapsulation method, over-TCP, over-UDP) is to be applied when performing traffic transmission using the received second address information.
  • activation information, duration information, and protocol application method information may be predicted and determined in the Core and/or the public network.
  • the time/location/processing time (AS1 -> The AMF/SMF can decide (including notification) and set it by considering the time it takes for it to be completely ready as AS2 and receive traffic (ready completion).
  • the corresponding terminal can receive the destination information as shown in FIG. 5, and in this case, depending on the received destination information, each Activation information, duration information, protocol application/processing method for two sessions of APP_1 It is possible to perform traffic transmission using the second address information by reflecting have.
  • the APP_1 service and the APP_2 service in the terminals APP_1 and APP_2 can be provided in real time without interruption even when the application server is changed.
  • the terminal device 200 includes an information receiving unit 210 and an application unit 220 .
  • the terminal device 200 may further include a communication unit 230 for communicating with the (R) AN of the radio section, that is, gNB and AMF.
  • the communication unit 230 may support (R)AN, that is, an N2 interface for communicating with the gNB, and an N1 interface defined for communicating with the AMF.
  • All or at least a part of the configuration of the terminal device 200 may be implemented in the form of a hardware module or a software module, or may be implemented in a form in which a hardware module and a software module are combined.
  • the software module may be understood as, for example, instructions executed by a processor that controls operations in the terminal device 200 , and these instructions may have a form mounted in a memory in the terminal device 200 . .
  • the terminal device 200 realizes the method proposed in the present invention, that is, the application server mobility guarantee technology, through the above-described configuration, and hereinafter, in the terminal device 200 for realizing this Each configuration will be described in more detail.
  • the information receiving unit 210 in a state in which a session for data service traffic transmission between the terminal device 200 and the server is established, the changed server address information transmitted from the node of the control plane to the server of the data service can receive
  • the changed server address information is the address information of the server according to the server change of the data service notified in the control plane and the address information of the monitored server that is used when transmitting the traffic of the data service in the user plane. , can be transmitted.
  • AMF/SMF network device 100
  • UPF User Plane
  • AMF/SMF network device 100 changes the server (eg, AS 1->AS 2) for the session of the data service (eg, APP_1 service) of the terminal device 200 in the control plane (AF)
  • the address information eg IP
  • the server eg AS 2
  • the address information of the current server eg AS 1 monitored by the User Plane (UPF)
  • IP User Plane
  • address information (eg, IP) of the server (eg, AS 2) according to the notification and address information (eg, IP) of the current server (eg, AS 1) are If they are different from each other, it is determined that the change of the server address (eg, Destination IP) in the terminal device 200 is necessary, and the changed server address information (eg, AS 2 IP) is transmitted to the terminal device 200 .
  • the information receiving unit 210 the node of the Control Plane, that is, AMF/SMF (The changed server address information transmitted from the network device 100 may be received.
  • the information receiving unit 210 may receive destination information including changed server address information transmitted from the AMF/SMF (network device 100) and various conditions input by the SMF.
  • AMF/SMF network device 100
  • the application unit 220 When receiving the changed server address information, more specifically, the destination information, the application unit 220 performs traffic transmission of the corresponding data service (eg, APP service) using the changed server address information (eg, AS 2 IP). can do.
  • the corresponding data service eg, APP service
  • the changed server address information eg, AS 2 IP
  • the server is It can be assumed that a changing event (eg, AS 1->AS 2) occurs.
  • the application unit 220 (application layer) receives the destination information from the lower layer that has received the above destination information, and immediately upon receiving the destination information, based on this, each Activation information, duration information, and protocol for the session of APP_1
  • the second address information changed server address information (eg, AS 2 IP)
  • the APP_1 service in the terminal device 200 ( APP_1 ) can be continuously provided in real time even when the application server is changed.
  • FIG. 4 is an overall flowchart illustrating an example of an application server mobility guarantee scenario of the present invention based on the above-described configuration of the network device 100 ( AMF/SMF) and the terminal device 200 .
  • the UPF uses the UE and the application server AS 1 through the session with the UE. Send and receive data between
  • the UPF can determine the destination IP in the data and deliver it to the SMF while transmitting and receiving data between the UE and the application server (AS 1) through the session (eg, Application Detection and Control, ADC operation).
  • AS 1 application server
  • ADC operation Application Detection and Control
  • the AMF/SMF network device 100 transmits the address information (first address information) of the current server used for traffic transmission for each App-unit session in the terminal (UE) of the UPF. It can be monitored/stored at all times based on identification/delivery (1).
  • APP_1 running in the UE
  • APP_1 an event in which the destination IP (application server IP) for the traffic of the APP_1 service is changed while the APP_1 service is provided (eg, AS 1-> If AS 2 update) occurs
  • AS update_changed server address information 2 Address information included
  • the AMF/SMF network device 100
  • receives a server change notification eg, AS 1->AS 2 update, including the second address information
  • the server address eg, Destination IP
  • the AMF/SMF network device 100
  • the AMF/SMF network device 100
  • the server address eg, Destination IP
  • the above-described User plane reconfiguration may be performed by adding, removing, or relocating a UPF involved in a session (eg, APP_1) of a corresponding UE (eg, APP_1) by being triggered according to a notification from the AF.
  • the AMF/SMF network device 100 utilizes a message transmitted to the UE (eg, PDU Session Modification/Update Command of NAS PCO) while performing user plane reconfiguration, and the changed server (eg: The address information (eg, IP) for AS 2), that is, the second address information, more specifically, the destination information (refer to FIG. 5 ) including the address information (see FIG. 5 ) can be immediately transmitted to the UE (3).
  • a message transmitted to the UE eg, PDU Session Modification/Update Command of NAS PCO
  • the changed server eg: The address information (eg, IP) for AS 2), that is, the second address information, more specifically, the destination information (refer to FIG. 5 ) including the address information (see FIG. 5 ) can be immediately transmitted to the UE (3).
  • the terminal reflects each activation information, duration information, and protocol application/processing method for the session of APP_1 based on the destination information transmitted from the 5G Core network (Network Function, NFs) to terminate the APP_1 service.
  • NFs Network Function
  • traffic transmission can be performed using the second Address information (changed server address information (eg, AS 2 IP)).
  • the APP_1 service in the terminals (UE, APP_1) can be provided in real time without interruption even when the application server is changed (4).
  • the AMF/SMF network device 100
  • the AMF/SMF network device 100
  • the destination information based on this
  • the server address information monitored after transmission of the second Address information changed server address information (eg, AS 2 IP)
  • the destination information See FIG. 5
  • the terminal performed normally by transmission (5) it can also be checked whether the terminal performed normally by transmission (5).
  • the present invention it is necessary to constantly monitor the traffic of the APP service between the terminal and the server in the 5G Core network (Network Function, NFs), and based on this, whether it is necessary to change the server address information in the terminal (Local cache) A real-time determination method is realized, and a method of immediately transmitting relevant information (changed address information or destination information (including changed address information)) to the terminal is realized when deemed necessary.
  • 5G Core network Network Function, NFs
  • the terminal whenever the server address (eg, destination IP) of the APP service being used is changed, the terminal immediately uses the changed server address to perform traffic transmission of the APP service, that is, the application It is possible to realize a concrete plan to ensure the portability of the server.
  • the server address eg, destination IP
  • reference numbers of the network device 100 will be used, and the embodiment will be described by referring to the AMF and SMF among the nodes of the control plane as the network device 100 .
  • the network device 100 AMF / SMF, for the session between the terminal and the application server in the app (App) unit, address information of the server used for traffic transmission (eg, IP) can be monitored at all times based on the identification/delivery of the UPF (S10).
  • address information of the server used for traffic transmission eg, IP
  • the network device 100 AMF / SMF, from the node of the control plane, that is, the aforementioned AF, data service for the terminal (eg, APP_1) (eg: A server change notification (eg, AS 1->AS 2) of APP_1 service) may be received (S20).
  • AMF / SMF from the node of the control plane, that is, the aforementioned AF
  • data service for the terminal eg, APP_1
  • a server change notification eg, AS 1->AS 2 of APP_1 service
  • the network device 100 upon receiving a server change notification (eg, AS 1->AS 2) (S20), according to the notification Address information (eg, IP) of the server (eg, AS 2) and address information (eg, AS 1) of the server (eg, AS 1) being used for data service (eg APP_1 service) traffic transmission from the terminal (eg APP_1) : IP), that is, the address information (eg, IP) of the monitored current server (eg, AS 1) is compared (S30).
  • a server change notification eg, AS 1->AS 2
  • the network device 100 AMF / SMF, the address information (eg, IP) of the server (eg, AS 2) according to the notification (eg, IP) and the current server (eg : If the address information (eg, IP) of AS 1) is the same, it is determined that the server address of the data service (eg, APP_1 service) is not changed (S30 No).
  • the address information (eg, IP) of AS 2) is the same, it is determined that the server address of the data service (eg, APP_1 service) is not changed (S30 No).
  • the network device 100 AMF / SMF, according to the notification, address information (eg, IP) of the server (eg, AS 2) and the current server (eg : If the address information (eg, IP) of AS 1) is different from each other, the server address of the data service (eg, APP_1 service) is changed, so the change of the server address (eg, destination IP) in the terminal (local cache) It can be determined as necessary (S30 Yes).
  • address information eg, IP
  • AS 2 address information of the server
  • the current server eg a server address of the data service
  • the server address of the data service eg, APP_1 service
  • the traffic of the APP service between the terminal and the server in the 5G Core network is constantly monitored and based on this, the server in the terminal (Local cache)
  • the server in the terminal Lical cache
  • the network device 100 determines that the server address of the data service (eg, APP_1 service) is changed as described above (eg, AS 1->AS 2) (S30 Yes), address information (eg, IP) for the changed server (eg, AS 2) is immediately transferred to the corresponding terminal (APP_1) (S40).
  • the server address of the data service eg, APP_1 service
  • AS 1->AS 2 S30 Yes
  • address information eg, IP
  • the network device 100 AMF / SMF, the destination information including the address information for the changed server (eg, AS 2) It can be transmitted to the corresponding terminal (APP_1) (S40).
  • the destination information including the address information for the changed server (eg, AS 2) It can be transmitted to the corresponding terminal (APP_1) (S40).
  • the network device 100 AMF / SMF, in addition to the address information (eg, IP) of the changed server (eg, AS 2) notified from the AF, the changed server address information (eg, AS 2) in the terminal (APP_1)
  • the changed server address information eg, AS 2 in the terminal (APP_1)
  • destination information including input/reflected conditions can be transmitted to the corresponding terminal (APP_1).
  • This destination information includes address information including at least one of the addresses of Link Layer (L2), Internet Layer (L3), Transport Layer (L4), and Application Layer (L7) according to the Internet Protocol Suite for the changed server.
  • L2 Link Layer
  • L3 Internet Layer
  • Transport Layer L4
  • Application Layer L7
  • the address information included in the destination information can be classified and included into the destination address included in the Link Layer (L2), Internet Layer (L3), Transport Layer (L4), and Application Layer (L7) according to the Internet Protocol Suite.
  • L2 is the destination address of MAC
  • L3 is IP (v4 and v6) address
  • L4 is Transport (TCP, UDP, SCTP, DCCP) address
  • L7 is Application (HTTP/S, S/FTP URL/URI) /URN) address.
  • the destination information includes at least one of activation information on the execution time of traffic transmission using the changed address information of the server, duration information on the execution period, information on the protocol application method at the time of execution, and information on the protocol processing method It may have a configuration that includes.
  • 5 shows an example of the configuration of destination information transmitted to the terminal.
  • the network device when the server change of the data service (eg, APP_1 service) for the terminal (eg, APP_1) is notified from AF in step S20 (eg, AS 1->AS 2) ), this notification can be triggered to reconfigure the user plane to add, remove, or relocate UPFs involved in the session (eg, APP_1) of the corresponding terminal.
  • the server change of the data service eg, APP_1 service
  • the terminal eg, APP_1 service
  • the network device (100, AMF/SMF) utilizes a message (eg, PDU Session Modification/Update Command of NAS PCO) transmitted to the corresponding terminal during the user plane reconfiguration process described above, and changes the server (eg, AS) 2), the destination information including the address information (eg, IP) can be immediately transmitted to the corresponding terminal (APP_1) (S40).
  • a message eg, PDU Session Modification/Update Command of NAS PCO
  • the server eg, AS
  • the destination information including the address information eg, IP
  • the lower layer eg, the UE NAS layer
  • the UE application layer receives the destination information as soon as it
  • the second address information changed server address information (eg, AS 2 IP)
  • the APP_1 service in the terminal APP_1 can be provided in real time without interruption even when the application server is changed ( S50 ).
  • the network device 100 always monitors the address information of the server being used for traffic transmission even after transmitting the destination information to the terminal. , based on this, by comparing/checking whether the second Address information (changed server address information (eg, AS 2 IP)) according to the destination information and the server address information monitored after the destination information is transmitted, the terminal by destination information transmission It can also be checked whether the performance of is normally performed (S60).
  • the second Address information changed server address information (eg, AS 2 IP)
  • traffic of APP service between terminals and servers in 5G Core network is constantly monitored and based on this, it is determined in real time whether server address information change in terminal (Local cache) is necessary. It realizes a method that can do this, and when it is judged necessary, it realizes a method to immediately transmit related information (changed address information or destination information (including changed address information)) to the terminal.
  • the terminal whenever the server address (eg, destination IP) of the APP service being used is changed, the terminal immediately uses the changed server address to perform APP service traffic transmission. In other words, it is possible to realize a specific method that guarantees the mobility of the application server.
  • server address eg, destination IP
  • the application server mobility guarantee technology (method) of the present invention through the realization of a detailed method for ensuring the mobility of the application server, the effect of providing a service environment that can increase customer quality and realize low-latency service to derive
  • the application server mobility guarantee technology may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium.
  • the computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software.
  • Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks.
  • - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

Landscapes

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Abstract

본 발명은, 어플리케이션 서버 변경 시에도 단말에서 데이터 서비스를 끊김없이 실시간으로 이용할 수 있도록 하는 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술(방안)을 실현하기 위한 것이다.

Description

기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법
본 발명은, 서버(Application Server)의 이동성 보장을 실현하기 위한 기술에 관한 것이다.
본원 출원은 2020년 6월 29일자로 출원된 한국 출원 제10-2020-0079482호의 우선권을 주장하고, 이러한 출원의 내용 전체가 모든 목적들을 위해서 참조로서 본원에 포함된다.
5G 통신시스템은, 한정된 무선자원을 기반으로 최대한 많은 수의 단말을 수용하면서, eMBB (enhanced mobile broadband)/mMTC(massive machine type communications)/URLLC(ultra-reliable and low latency communications)의 시나리오를 지원하고 있다.
특히, 5G에서는, 단말, 기지국(액세스), 코어 및 서버를 End to End로 지원하기 위한 네트워크 구조를 정의하고 있다.
아울러, 5G에서는, 기존 EPS Network(4G)에서 단일 노드(예: S-GW, P-GW 등)가 복합적으로 수행하던 제어 시그널링 및 데이터 송수신의 기능을 분리하여, 제어 시그널링 기능의 영역(Control Plane) 및 데이터 송수신 기능의 영역(User Plane)을 구분한 네트워크 구조를 정의하고 있다.
한편, 최근 5G에서는 저지연 서비스를 위해, 고객(UE)에 최대 근접한 노드(이하, 엣지 노드)에서 엣지서비스(Edge Service)를 제공하는 구조로 진화하고 있으며, Cloud 및 가상화(VM / Container) 등의 기술이 등장하고 있다.
그리고, 근래 개발되는 어플리케이션(Application)의 특징 상, 단말 관점에서의 Destination IP(어플리케이션 서버 IP)가 변경되는 시나리오들이 생겨남에 따라, 서버 IP 주소 변경이 자주 발생된다.
특히 Edge Computing 기술들이 현실화 되면서, 5G Core 망 / Public Cloud 망 간 교류도 해야 하기 때문에, 단말 관점에서의 Destination IP 변경이 자주 일어나게 될 것이다.
이처럼, 단말 관점에서의 Destination IP(어플리케이션 서버 IP)가 수시로 변경되면, 고객/단말에 대해 실시간의 데이터 서비스 제공이 불가능하여, 결국 고객 품질 저하가 발생될 수 있다.
헌데, 현재 표준에서는, 단말 관점에서의 Destination IP가 변경되는 경우에도 데이터 서비스 제공을 보장하는 방안, 즉 어플리케이션 서버의 이동성을 보장하는 구체적 방안을 제시하지 않고 있다.
이에, 본 발명에서는, 어플리케이션 서버의 이동성 보장에 대한 구체화된 방안을 제안함으로써, 고객 품질 증대 및 저지연 서비스를 실현할 수 있는 서비스 환경을 제공하고자 한다.
본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 어플리케이션 서버의 이동성 보장을 실현하는 구체화된 방안을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기지국장치는 단말 및 서버 간 데이터 서비스의 트래픽 전송을 위한 세션이 설정된 상태에서, 상기 데이터 서비스의 서버 주소가 변경되는지 여부를 판단하는 변경판단부; 및 상기 데이터 서비스의 서버 주소 변경이 판단되면 상기 변경된 서버에 대한 주소정보를 상기 단말로 전달하여, 상기 단말이 상기 변경된 서버의 주소정보를 사용하여 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송을 수행하도록 하는 정보전달부를 포함한다.
구체적으로, 상기 변경판단부는, Control Plane의 노드로부터 상기 단말에 대한 상기 데이터 서비스의 서버 변경이 통지되는 경우, 상기 통지에 따른 서버의 주소정보 및 상기 단말에서 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버의 주소정보를 비교하여, 상기 데이터 서비스의 서버 주소가 변경되는지 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 상기 단말에서 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버의 주소정보는, 상기 세션에 관여하는 User Plane의 노드를 기반으로 모니터링될 수 있다.
구체적으로, 상기 단말로 전달되는 상기 주소정보는, Control Plane의 노드로부터 상기 단말에 대한 상기 데이터 서비스의 서버 변경이 통지됨에 따라, 상기 세션에 관여하는 User Plane의 노드를 추가, 또는 제거, 또는 재배치하는 사용자 평면 재구성이 수행되는 과정 중에, 상기 단말로 전송되는 메시지를 통해 전달될 수 있다.
구체적으로, 상기 정보전달부는, 상기 주소정보가 포함된 목적지정보를 상기 단말로 전송하며, 상기 목적지정보는, 상기 변경된 서버에 대하여 Internet Protocol Suite에 따른 Link Layer(L2), Internet Layer(L3), Transport Layer(L4), Application Layer(L7)의 주소 중 적어도 하나를 포함하는 주소정보, 상기 변경된 서버의 주소정보를 사용하는 트래픽 전송의 수행 시점에 대한 Activation 정보, 수행 기간에 대한 duration 정보, 수행 시 프로토콜 적용 방식에 대한 정보, 프로토콜 처리 방식에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 기지국장치는, Control Plane의 노드 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말장치는 상기 단말장치 및 서버 간 데이터 서비스의 트래픽 전송을 위한 세션이 설정된 상태에서, Control Plane의 노드로부터 상기 데이터 서비스의 서버에 대해 전달되는 변경된 서버 주소정보를 수신하는 정보수신부; 및 상기 변경된 서버 주소정보를 수신하면, 상기 변경된 서버 주소정보를 사용하여 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송을 수행하는 어플리케이션부를 포함한다.
구체적으로, 상기 변경된 서버 주소정보는, 상기 Control Plane에서 통지되는 상기 데이터 서비스의 서버 변경에 따른 서버의 주소정보 및 User Plane에서 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 것으로 모니터링되는 서버의 주소정보가 서로 다른 경우, 상기 단말장치로 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기지국장치의 동작 방법은, 단말 및 서버 간 데이터 서비스의 트래픽 전송을 위한 세션이 설정된 상태에서, 상기 데이터 서비스의 서버 주소가 변경되는지 여부를 판단하는 변경판단단계; 및 상기 데이터 서비스의 서버 주소 변경이 판단되면 상기 변경된 서버에 대한 주소정보를 상기 단말로 전달하여, 상기 단말이 상기 변경된 서버의 주소정보를 사용하여 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송을 수행하도록 하는 정보전달단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 변경판단단계는, Control Plane의 노드로부터 상기 단말에 대한 상기 데이터 서비스의 서버 변경이 통지되는 경우, 상기 통지에 따른 서버의 주소정보 및 상기 단말에서 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버의 주소정보를 비교하는 단계, 상기 비교 결과에 따라 상기 데이터 서비스의 서버 주소가 변경되는지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 단말에서 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버의 주소정보는, 상기 세션에 관여하는 User Plane의 노드를 기반으로 모니터링될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, Destination IP(어플리케이션 서버 IP)의 주소 변경 시마다 단말이 이를 즉시 반영/사용할 수 있게 하는 방식으로 어플리케이션 서버의 이동성을 보장하는 구체화된 방안을 실현할 수 있다.
이로써, 본 발명의 실시예들에 따르면, 어플리케이션 서버의 이동성 보장을 통해, 고객 품질 증대 및 저지연 서비스를 실현할 수 있는 서비스 환경을 제공할 수 있는 효과를 도출한다.
도 1은 5G 시스템의 구조를 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치(네트워크장치)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 어플리케이션 서버 이동성 보장의 시나리오를 보여주는 전체 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 단말로 전달되는 목적지정보의 구성을 보여주는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 기지국장치(네트워크장치)의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
본 발명은, 서버(Application Server)의 이동성 보장을 실현하기 위한 기술에 관한 것이다.
5G 통신시스템은, 한정된 무선자원을 기반으로 최대한 많은 수의 단말을 수용하면서, eMBB (enhanced mobile broadband)/mMTC(massive machine type communications)/URLLC(ultra-reliable and low latency communications)의 시나리오를 지원하고 있다.
특히, 5G에서는, 단말, 기지국(액세스), 코어 및 서버를 End to End로 지원하기 위한 네트워크 구조를 정의하고 있다.
아울러, 5G에서는, 기존 EPS Network(4G)에서 단일 노드(예: S-GW, P-GW 등)가 복합적으로 수행하던 제어 시그널링 및 데이터 송수신의 기능을 분리하여, 제어 시그널링 기능의 영역(Control Plane) 및 데이터 송수신 기능의 영역(User Plane)을 구분한 네트워크 구조를 정의하고 있다.
도 1은 5G 시스템의 구조를 보여주는 예시도이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 5G에서 Control Plane의 제어 노드는, 단말의 무선구간 액세스를 제어하는 AMF(Access and Mobility Function), 단말 별로 데이터 서비스 이용을 위한 세션을 관리/제어하는 SMF(Session Management Function), 외부 망과의 정보 공유 기능을 담당하는 NEF(Network Exposure Function), 네트워크 내 각 노드들에 대한 정보를 관리/제어하는 기능의 NRF(Network Repository Function), 에플리케이션 서비스를 관리/제어하는 AF(Application Function) 등으로 정의할 수 있다.
그리고, 5G에서 User Plane의 데이터 노드는, SMF의 제어(연동)를 토대로 단말과의 세션을 통해 단말 및 어플리케이션 서버 간 데이터를 송수신하는 UPF(User Plane Function)로 정의할 수 있다.
한편, 최근 5G에서는 저지연 서비스를 위해, 고객(UE)에 최대 근접한 노드(이하, 엣지 노드)에서 엣지서비스(Edge Service)를 제공하는 구조로 진화하고 있으며, Cloud 및 가상화(VM / Container) 등의 기술이 등장하고 있다.
그리고, 근래 개발되는 어플리케이션(Application)의 특징 상, 단말 관점에서의 Destination IP(어플리케이션 서버 IP)가 변경되는 시나리오들이 생겨남에 따라, 서버 IP 주소 변경이 자주 발생된다.
특히 Edge Computing 기술들이 현실화 되면서, 5G Core 망 / Public Cloud 망 간 교류도 해야 하기 때문에, 단말 관점에서의 Destination IP 변경이 자주 일어나게 될 것이다.
이처럼, 단말 관점에서의 Destination IP(어플리케이션 서버 IP)가 수시로 변경되면, 고객/단말에 대해 실시간의 데이터 서비스 제공이 불가능하여, 결국 고객 품질 저하가 발생될 수 있다.
헌데, 현재 표준에서는, 단말 관점에서의 Destination IP가 변경되는 경우에도 데이터 서비스 제공을 보장하는 방안, 즉 어플리케이션 서버의 이동성을 보장하는 구체적 방안을 제시하지 못하고 있다.
이에, 본 발명에서는, 어플리케이션 서버의 이동성 보장에 대한 구체화된 방안을 제안함으로써, 고객 품질 증대 및 저지연 서비스를 실현할 수 있는 서비스 환경을 제공하고자 한다.
먼저 간단히 설명하면, 본 발명에서 제안하는 기술 방안(이하, 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술)은, Core 망에서의 단말 및 서버 간 데이터 상시 모니터링, 모니터링 기반 서버 주소(Destination IP) 변경 필요 시 단말(Local cache)에서의 즉각적으로 변경 주소 사용을 실현하고 있다.
이하에서는, 본 발명에서 제안하는 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술을 실현하는 기지국장치(이하, 네트워크장치라 함)에 대해 설명하겠다.
도 2는, 본 발명의 네트워크장치에 대한 구성을 보여주고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치(100)는, 변경판단부(110), 정보전달부(120)를 포함단다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치(100)는, 재구성부(130)를 더 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 네트워크장치(100)는, 도 1에 도시된 Control Plane의 제어 노드일 수 있고, 일 예로서는 SMF, 또는 AMF에 해당될 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치(100)는, Control Plane의NF(예: AF, NEF 등)과 통신하며, 네트워크장치(100)가 SMF라면 User Plane의 NF(예: UPF)와 통신하며, 네트워크장치(100)가 AMF라면 단말 측 (R)AN 및 단말과 통신하기 위한 통신부(140)를 더 포함할 수 있다.
이에 통신부(140)는, Control Plane의 NF(예: AF, NEF 등)와 통신하도록 정의된 NF 간 통신 Service Based 인터페이스(Request/Response, Subscribe/Notify)를 지원하며, UPF와 통신하도록 정의된 N4 인터페이스를 지원할 수 있고, (R)AN과 통신하도록 정의된 N2 인터페이스 및 단말과 통신하도록 정의된 N1 인터페이스를 지원할 수 있다.
한편, LTE(NSA) 환경을 감안하면, AMF/SMF는 5G MME일 수 있고 SMF/UPF는 5G SPGW-C/SPGW-U 일 수 있으며, 본 발명의 네트워크장치(100)는, 5G MME 및 5G SPGW-C/SPGW-U 중 어느 하나 또는 2 이상에 해당될 수도 있다.
이하에서는, 설명의 편의 상, 본 발명의 네트워크장치(100)가 AMF/SMF인 것으로 설명하도록 하겠다.
이러한 네트워크장치(100)의 구성 전체 내지는 적어도 일부는 하드웨어 모듈 형태 또는 소프트웨어 모듈 형태로 구현되거나, 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈이 조합된 형태로도 구현될 수 있다.
여기서, 소프트웨어 모듈이란, 예컨대, 네트워크장치(100) 내에서 연산을 제어하는 프로세서에 의해 실행되는 명령어로 이해될 수 있으며, 이러한 명령어는 네트워크장치(100) 내 메모리에 탑재된 형태를 가질 수 있을 것이다.
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치(100)는 전술한 구성을 통해, 본 발명에서 제안하는 방안 즉 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술을 실현하며, 이하에서는 이를 실현하기 위한 네트워크장치(100) 내 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
변경판단부(110)는, 단말 및 서버 간 데이터 서비스의 트래픽 전송을 위한 세션이 설정된 상태에서, 상기 데이터 서비스의 서버 주소가 변경되는지 여부를 판단한다.
이때, 본 발명의 제안 방안 즉 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술은, 단말 및 서버 간 설정된 상태의 세션이 Active 상태인지 또는 Idle 상태인지와 무관하게 동작/적용 가능할 것이다.
즉, 변경판단부(110)는, 단말 내 어플리케이션 및 해당 어플리케이션 서버 간 데이터 서비스의 트래픽 전송을 위해 설정되어 있는 세션(Active 또는 Idle 무관)에 대하여, 데이터 서비스의 서버 주소가 변경되는지 여부를 판단함으로써, 단말(Local cache)에서의 서버 주소(예: Destination IP) 변경이 필요한지 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 단말 내 어플리케이션 및 해당 어플리케이션 서버 간 데이터 서비스는, 단말의 Source IP(즉, Client IP) 및 서버의 Destination IP (즉, Server IP)로 구분되어 통신 된다.
이때, 단말의 IP는 5G Core 망 (Network Function, NFs)에서 IP Pool을 기반으로 할당될 수 있고, 서버 IP는 WAN 구간 / Internet Exchange 및 Public 인터넷에서 사용되고 있는 IP일 수 있다.
한편, 본 발명에서 변경 여부를 판단하는 서버 주소는, 인터넷 구조 상 NAT(Network Address Translation)을 통해 실제 서버의 내부 IP 와는 다를 수도 있다.
하지만, 본 발명에서 변경 여부를 판단하는 서버 주소는, 궁극적으로 5G Core 통신 망 입장에서 단말의 IP 그리고 그 단말이 트래픽을 전송(송수신)할 때 필요한 종단(Peer)에 해당하는 목적지(Destination)의 주소정보(예: MAC 주소, IP 주소, Transport 주소, Application 주소 등)를 의미한다.
이하에서는, 데이터 서비스의 서버 주소가 변경되는지 여부, 즉 단말(Local cache)에서의 서버 주소(예: Destination IP) 변경이 필요한지 여부를 판단하는 과정에 대해, 구체적으로 설명하겠다.
변경판단부(110)는, 제어 평면(Control Plane)의 노드로부터 상기 단말에 대한 상기 데이터 서비스의 서버 변경이 통지되는 경우, 상기 통지에 따른 서버의 주소정보와 상기 단말에서 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버의 주소정보를 비교하여, 상기 데이터 서비스의 서버 주소가 변경되는지 여부를 판단한다.
이때, 상기 단말에서 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버의 주소정보는, 상기 세션에 관여하는 사용자 평면(User Plane)의 노드 즉 UPF를 기반으로 모니터링될 수 있다.
본 발명에서 언급하는 단말의 데이터 서비스 종단(Peer)에 해당하는 어플리케이션 서버는, Public/ Cloud 인터넷 상의 Public 서버, Cloud 서버일 수 있고, 엣지 서비스를 위해 고객(UE)의 근접 위치에 구현된 Edge 서버일 수도 있다.
일 실시예를 설명하면, 단말에서 실행 중인 APP_1 및 APP_1을 서비스하는 어플리케이션 서버(이하, AS 1) 간에 데이터 서비스의 트래픽 전송을 위한 세션(PDU 세션)이 설정된 상태를 가정할 수 있다.
이 상태에서 단말은, APP_1 서비스의 종단(Peer)에 해당하는 어플리케이션 서버로서 AS 1의 주소정보(예: IP)를 사용하여 APP_1 서비스의 트래픽 전송을 수행하고 있을 것이다.
이러한 가정 하에, APP_1의 구현 시나리오 등의 이유로, APP_1 서비스 제공 중 APP_1 서비스의 트래픽에 대한 Destination IP(어플리케이션 서버 IP)가 변경되는 이벤트(예: AS 1->AS 2)가 발생한다면, Control Plane의 AF는 이벤트 발생에 따른 AS 변경이 성공적으로 완료된 후 이를 직접 SMF에 통지하거나 또는 NEF를 통해 간접적으로 SMF에 통지할 수 있다.
본 발명의 네트워크장치(100, AMF/SMF)는, 이러한 AS 변경 통지를 수신하기 위해, 데이터 서비스(APP 서비스)를 위한 세션 설정 시 고객(UE)의 가입정보 및 운영자 정책에 따라 AF에 통지 수신을 기 등록해 둘 수 있다.
이에, 변경판단부(110)는, Control Plane의 노드 즉 전술의 AF로부터, 단말(예: APP_1)에 대한 데이터 서비스(예: APP_1 서비스)의 서버 변경 통지(예: AS 1->AS 2)를 수신할 수 있다.
한편, 전술한 서버 변경의 통지는, 제어 평면(Control Plane)의 노드(예: AF, NEF)로부터 통지되는 방식 외에도, 사용자 평면(User Plane)의 노드 즉 UPF의 모니터링에 의해 통지될 수도 있고, 어플리케이션 서버 IP가 변경되기 이전 즉 변경 예측 시점에 통지될 수도 있다.
즉, 본 발명에서는, 서버 변경 통지(예: AS 1->AS 2)가 수신되는 통지 방식에 있어서, Core 및/또는 Public 망에서 통지의 주체, 통지 시점, 및 통지 조건 등에 제한을 두지 않고 적용 가능할 것이며, 단말에 전달할 수도 있을 것이다.
한편, 본 발명의 네트워크장치(100, AMF/SMF)는, 단말 내 어플리케이션 및 해당 어플리케이션 서버 간 데이터 서비스의 트래픽(데이터 패킷)을 모니터링할 수 있다.
일 실시예를 설명하면, UPF는 단말과의 세션을 통해 단말 및 어플리케이션 서버 간 데이터를 송수신하면서, 특정 가입자(예: SMF가 AF에 통지 수신을 등록한 대상 가입자/APP)의 데이터 내 Destination IP를 파악하여 SMF로 전달할 수 있다(예: Application Detection and Control, ADC 동작).
이에, 본 발명의 네트워크장치(100, AMF/SMF)는, 단말 내 각 앱(App) 단위의 세션에 대하여, 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버의 주소정보(예: IP)를 전술한 UPF의 파악/전달에 기반하여 상시 모니터링할 수 있다.
다시 변경판단부(110)를 설명하면, 변경판단부(110)는, 단말(예: APP_1)에 대한 데이터 서비스(예: APP_1 서비스)의 세션에 대해 AF로부터 서버 변경 통지(예: AS 1->AS 2)를 수신하면, 통지에 따른 서버(예: AS 2)의 주소정보(예: IP)와, 단말(예: APP_1)에서 데이터 서비스(예: APP_1 서비스)의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버(예: AS 1)의 주소정보(예: IP) 즉 모니터링된 현재 서버(예: AS 1)의 주소정보(예: IP)를 비교한다.
그리고, 변경판단부(110)는, Control Plane의 통지에 따른 서버(예: AS 2)의 주소정보(예: IP)와 User Plane에서 모니터링된 현재 서버(예: AS 1)의 주소정보(예: IP)가 동일하면, 데이터 서비스(예: APP_1 서비스)의 서버 주소가 변경되지 않은 것으로 판단한다..
반면, 변경판단부(110)는, ontrol Plane의 통지에 따른 서버(예: AS 2)의 주소정보(예: IP)와 User Plane에서 모니터링된 현재 서버(예: AS 1)의 주소정보(예: IP)가 서로 상이하면, 데이터 서비스(예: APP_1 서비스)의 서버 주소가 변경되는 것으로 판단하고, 단말(Local cache)에서의 서버 주소(예: Destination IP) 변경이 필요한 것으로 판단할 수 있다.
이처럼, 변경판단부(110)는, 단말에서 실행되는 각 어플리케이션을 Application ID, Slice ID 등 정해진 구분자를 기반으로 구분하여, 단말 내 각 앱(App) 단위의 세션(Active 또는 Idle 무관)에 대하여 단말(Local cache)에서의 서버 주소(Destination IP) 변경이 필요한지 여부를 판단할 수 있다.
정보전달부(120)는, 상기 데이터 서비스의 서버 주소 변경이 판단되면 상기 변경된 서버에 대한 주소정보를 상기 단말로 전달하여, 상기 단말이 상기 변경된 서버의 주소정보를 사용하여 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송을 수행하도록 한다.
이하에서는, 전술에서 가정한 실시예와 같이, 단말(APP_1) 및 APP_1을 서비스하는 AS 1 간에 APP_1 서비스의 트래픽 전송을 위한 세션이 설정된 상태에서, APP_1 서비스의 서버가 AS 1->AS 2로 변경된 경우를 언급하여 설명하겠다.
이 경우라면, 정보전달부(120)는, 데이터 서비스(예: APP_1 서비스)의 서버 주소가 변경된 것으로 판단함에 따라(예: AS 1->AS 2), 변경된 서버(예: AS 2)에 대한 주소정보(예: IP)를 해당 단말(APP_1)로 즉시 전달한다.
이렇게 되면, 해당 단말(APP_1)은, 본 발명의 네트워크장치(100, AMF/SMF)로부터 전달되는 변경된 서버 주소정보(예: AS 2 IP)를 수신하게 되며, 이처럼 변경된 서버 주소정보(예: AS 2 IP)를 수신하는 즉시 APP_1 서비스의 종단(Peer)에 해당하는 어플리케이션 서버로서 AS 2의 주소정보(예: IP)를 사용하여 APP_1 서비스의 트래픽 전송을 수행할 수 있고, 이로 인해 어플리케이션 서버 변경 시에도 단말(APP_1)에서 APP_1 서비스는 끊김없이 실시간으로 제공될 수 있다.
이하에서는, 변경된 서버에 대한 주소정보를 해당 단말로 전달하는 과정에 대해, 구체적으로 설명하겠다.
재구성부(130)는, 제어 평면(Control Plane)의 노드 예컨대 전술의 AF로부터 단말에 대한 데이터 서비스의 서버 변경이 통지되는 경우, 상기 세션에 관여하는 사용자 평면(User Plane)의 노드 즉 UPF를 추가, 또는 제거, 또는 재배치하는 사용자 평면 재구성을 수행할 수 있다.
전술에서 가정한 실시예와 같이, 단말(APP_1) 및 APP_1을 서비스하는 AS 1 간에 APP_1 서비스의 트래픽 전송을 위한 세션이 설정된 상태에서, APP_1 서비스의 서버가 AS 1->AS 2로 변경된 경우를 언급하여 설명할 수 있다.
이 경우라면, 재구성부(130)는, Control Plane의 노드 즉 전술의 AF로부터, 단말(예: APP_1)에 대한 데이터 서비스(예: APP_1 서비스)의 서버 변경이 통지되는 경우(예: AS 1->AS 2), 이러한 통지에 트리거(Trigger)되어 해당 단말의 세션(예: APP_1)에 관여하는 UPF를 추가, 또는 제거, 또는 재배치하는 User Plane 재구성을 수행한다.
이때, 정보전달부(120)는, 전술의 User Plane 재구성 수행 과정에서 해당 단말로 전송되는 메시지를 활용하여, 변경된 서버(예: AS 2)에 대한 주소정보(예: IP)를 해당 단말(APP_1)로 즉시 전달할 수 있다.
예를 들면, 정보전달부(120)는, 전술의 User Plane 재구성 수행 과정에서 해당 단말로 가장 먼저 전송되는 메시지를 활용할 수 있고, 예컨대 NAS PCO의 PDU Session Modification/Update Command를 활용할 수 있다.
더 나아가, 정보전달부(120)는, 변경된 서버(예: AS 2)에 대한 주소정보가 포함된 목적지정보를 해당 단말(APP_1)로 전송할 수 있다.
즉, 정보전달부(120)는, AF로부터 통지된 변경된 서버(예: AS 2)의 주소정보(예: IP) 외에도, 해당 단말(APP_1)에서 변경된 서버 주소정보(예: AS 2 IP) 사용 시 반영할 조건을 입력/포함하는 목적지정보를 해당 단말(APP_1)로 전송할 수 있다.
이러한 목적지정보는, 상기 변경된 서버에 대하여 Internet Protocol Suite에 따른 Link Layer(L2), Internet Layer(L3), Transport Layer(L4), Application Layer(L7)의 주소 중 적어도 하나를 포함하는 주소정보를 포함할 수 있다.
즉, 목적지정보에 포함되는 주소정보는, Internet Protocol Suite에 따른 Link Layer(L2), Internet Layer(L3), Transport Layer(L4) 그리고 Application Layer(L7) 내 포함되는 Destination 주소로 구분 및 포함될 수 있으며, 예를 들면 L2는 MAC의 destination 주소, L3는 IP(v4 및 v6) 주소, L4는 Transport(TCP, UDP, SCTP, DCCP) 주소, L7는 Application(HTTP/S, S/FTP 의 URL/URI/URN) 주소가 될 수 있다.
아울러, 목적지정보는, 변경된 서버의 주소정보를 사용하는 트래픽 전송의 수행 시점에 대한 Activation 정보, 수행 기간에 대한 duration 정보, 수행 시 프로토콜 적용 방식에 대한 정보, 프로토콜 처리 방식에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 단말로 전달되는 목적지정보의 구성을 보여주고 있다.
도 5에서는, 단말에서 APP_1, APP_2...APP_N을 실행하는 상황을 가정하고 있으며, 각 앱(App) 단위 세션에 대하여 제1 Address정보는 본 발명에서 모니터링한 현재 서버의 주소정보를 의미하고, 제2 Address정보는 본 발명에서 단말에 전달해 주는 변경된 서버의 주소정보를 의미한다.
도 5에서 알 수 있듯이, 현재/변경된 서버의 주소정보는 전술한 실시예 설명에서 주로 언급한 IP로 제한되지 않고, Port일 수도 있고, URL일 수도 있고, URI일 수도 있다.
그리고, 도 5에서 알 수 있듯이, "제2에 대한 Activation" 정보는 전달받은 제2 Address정보를 사용하는 트래픽 전송을 언제 수행할지를 정의하며, "제2에 대한 duration" 정보는 전달받은 제2 Address정보를 사용하는 트래픽 전송을 언제까지 수행할지를 정의한다.
또한, 제2에 대한 "프로토콜 적용 방식" 정보는, 전달받은 제2 Address정보를 사용하는 트래픽 전송 수행 시 어떤 Flow(예: 현재 Flow, 신규 Flow)부터 적용할 것인지를 정의하며, 제2에 대한 "프로토콜 처리 방식" 정보는, 전달받은 제2 Address정보를 사용하는 트래픽 전송 수행 시 어떤 처리방식(예: Encapsulation 방식, over-TCP, over-UDP)을 적용할 것인지를 정의한다.
여기서, Activation 정보, duration 정보, 프로토콜 적용 방식 정보에 대해서는, Core 및/또는 Public 망에서 예측 및 판단될 수 있다.
예를 들면, Activation 정보의 경우, 전달받은 제2 Address정보를 사용하는 트래픽 전송을 언제 수행 할지 정의함에 있어, 서버가 이동(예: AS1 -> AS2)되는 시간/위치/처리시간(AS1 -> AS2로 완벽하게 Ready되어 트래픽을 수용 받을 수 있는 상태(준비 완료)까지 소요되는 시간)을 고려해서, AMF/SMF가 판단(통지 포함) 및 설정할 수 있다.
도 5에서는, 단말에서 실행 중인 각 APP_1, APP_2...APP_N의 세션 중 APP_1의 2개 세션 및 APP_2의 1개 세션에 대해, 서버 주소 변경을 전달하는 목적지정보의 구성을 일 예로서 보여주고 있다.
이렇게 되면, 해당 단말은, 도 5에 도시된 바와 같은 목적지정보를 수신할 수 있고, 이 경우 수신한 목적지정보에 따라, APP_1의 2개 세션에 대해 각 Activation 정보, duration 정보, 프로토콜 적용/처리 방식을 반영하여 제2 Address정보를 사용하는 트래픽 전송을 수행하고, APP_2의 1개 세션에 대해 Activation 정보, duration 정보, 프로토콜 적용/처리 방식을 반영하여 제2 Address정보를 사용하는 트래픽 전송을 수행할 수 있다.
이로 인해, 단말(APP_1, APP_2)에서 APP_1 서비스, APP_2 서비스는, 어플리케이션 서버 변경 시에도 끊김없이 실시간으로 제공될 수 있다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술을 실현하는 단말장치의 구성에 대해 구체적으로 설명하겠다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치(200)는, 정보수신부(210), 어플리케이션부(220)를 포함한다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치(200)는, 무선구간의 (R)AN 즉 gNB, AMF와 통신하기 위한 통신부(230)를 더 포함할 수 있다.
이에 통신부(230)는, (R)AN 즉 gNB와 통신하기 위한 N2 인터페이스, AMF와 통신하도록 정의된 N1 인터페이스를 지원할 수 있다.
이러한 단말장치(200)의 구성 전체 내지는 적어도 일부는 하드웨어 모듈 형태 또는 소프트웨어 모듈 형태로 구현되거나, 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈이 조합된 형태로도 구현될 수 있다.
여기서, 소프트웨어 모듈이란, 예컨대, 단말장치(200) 내에서 연산을 제어하는 프로세서에 의해 실행되는 명령어로 이해될 수 있으며, 이러한 명령어는 단말장치(200) 내 메모리에 탑재된 형태를 가질 수 있을 것이다.
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치(200)는 전술한 구성을 통해, 본 발명에서 제안하는 방안 즉 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술을 실현하며, 이하에서는 이를 실현하기 위한 단말장치(200) 내 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
정보수신부(210)는, 단말장치(200) 및 서버 간 데이터 서비스의 트래픽 전송을 위한 세션이 설정된 상태에서, 상기 데이터 서비스의 서버에 대해 제어 평면(Control Plane)의 노드로부터 전달되는 변경된 서버 주소정보를 수신할 수 있다.
여기서, 변경된 서버 주소정보는, Control Plane에서 통지되는 상기 데이터 서비스의 서버 변경에 따른 서버의 주소정보 및 User Plane에서 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 것으로 모니터링되는 서버의 주소정보가 서로 다른 경우에, 전달될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 앞서 네트워크장치(100)에 대한 구체적인 설명에서 언급한 바 있듯이, AMF/SMF(네트워크장치(100))는, 단말장치(200) 내 각 앱(App) 단위의 세션에 대하여, User Plane (UPF)에서 각 APP 서비스의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 현재 서버의 주소정보를 상시 모니터링할 수 있다.
한편, AMF/SMF(네트워크장치(100))는, Control Plane (AF)에서 단말장치(200)의 데이터 서비스(예: APP_1 서비스)의 세션에 대해 서버 변경(예: AS 1->AS 2)이 통지되면, Control Plane (AF)에서 통지된 바에 따른 서버(예: AS 2)의 주소정보(예: IP)와 User Plane (UPF)에서 모니터링된 현재 서버(예: AS 1)의 주소정보(예: IP)를 비교한다.
이에, AMF/SMF(네트워크장치(100))는, 통지에 따른 서버(예: AS 2)의 주소정보(예: IP)와 현재 서버(예: AS 1)의 주소정보(예: IP)가 서로 상이하면, 단말장치(200)에서의 서버 주소(예: Destination IP) 변경이 필요한 것으로 판단하고, 변경된 서버 주소정보(예: AS 2 IP)를 단말장치(200)로 전달하게 된다.
이에, 정보수신부(210)는, 단말장치(200) 내 실행 중인 어플리케이션(예: APP_1, APP_2...APP_N) 각각의 APP 서비스를 위한 세션이 설정된 상태에서, Control Plane의 노드 즉 AMF/SMF(네트워크장치(100))로부터 전달되는 변경된 서버 주소정보를 수신할 수 있다.
보다 구체적인 실시예로는, 정보수신부(210)는, AMF/SMF(네트워크장치(100))로부터 전달되는 변경된 서버 주소정보 및 SMF가 입력한 다양한 조건이 포함되는 목적지정보를 수신할 수 있다.
어플리케이션부(220)는, 변경된 서버 주소정보, 보다 구체적으로 목적지정보를 수신하면, 변경된 서버 주소정보(예: AS 2 IP)를 사용하여 해당되는 데이터 서비스(예: APP 서비스)의 트래픽 전송을 수행할 수 있다.
예를 들어, 단말장치(200) 내 실행 중인 어플리케이션(예: APP_1, APP_2...APP_N) 각각의 APP 서비스를 위한 세션이 설정된 상태에서, APP_1을 서비스하는 어플리케이션 서버(AS 1)에 대해서만 서버가 변경되는 이벤트(예: AS 1->AS 2)가 발생한다고 가정할 수 있다.
이 경우, 도 5에 도시된 목적지정보의 구성 예시에서, 'APP_1'의 세션에 대한 정보(제2 Address 정보, Activation 정보, duration 정보, 프로토콜 적용/처리 방식)만 변경된 상태로 구성되어, SMF에 의해 단말장치(200)로 전달/전송될 것이다.
이렇게 되면, 어플리케이션부(220, 어플리케이션 계층)는, 위 목적지정보를 수신한 하위 계층으로부터 목적지정보를 전달 받고, 목적지정보를 전달받는 즉시 이를 근거로 APP_1의 세션에 대해 각 Activation 정보, duration 정보, 프로토콜 적용/처리 방식을 반영하여 APP_1 서비스의 종단(Peer)에 해당하는 어플리케이션 서버로서 제2 Address정보(변경된 서버 주소정보(예: AS 2 IP))를 사용하여 트래픽 전송을 수행할 수 있다.
이로 인해, 단말장치(200, APP_1)에서 APP_1 서비스는 어플리케이션 서버 변경 시에도 끊김없이 실시간으로 제공될 수 있다.
도 4는, 전술의 네트워크장치(100, AMF/SMF) 및 단말장치(200)의 구성을 기반으로, 본 발명의 어플리케이션 서버 이동성 보장 시나리오의 일 예시를 전체 흐름도로 보여주고 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 단말(UE)이 세션을 통해 데이터 서비스의 트래픽을 전송(송수신)하는 중, UPF는 단말(UE)과의 세션을 통해 단말(UE) 및 어플리케이션 서버(AS 1) 간 데이터를 송수신한다.
이때, UPF는 세션을 통해 단말(UE) 및 어플리케이션 서버(AS 1) 간 데이터를 송수신하면서, 데이터 내 Destination IP를 파악하여 SMF로 전달할 수 있다(예:Application Detection and Control, ADC 동작).
이에, AMF/SMF(네트워크장치(100))는, 단말(UE) 내 각 앱(App) 단위의 세션에 대하여, 트래픽 전송 시 사용하고 있는 현재 서버의 주소정보(제1 Address정보)를 UPF의 파악/전달에 기반하여 상시 모니터링/저장할 수 있다(1).
한편, 단말(UE)에서 실행 중인 APP(예: APP_1)의 구현 시나리오 등의 이유로, APP_1 서비스 제공 중 APP_1 서비스의 트래픽에 대한 Destination IP(어플리케이션 서버 IP)가 변경되는 이벤트(예: AS 1->AS 2 업데이트)가 발생한다면, AF는 이벤트 발생에 따른 AS 변경이 성공적으로 완료된 후 이를 직접 SMF에 통지하거나 또는 NEF를 통해 간접 적으로 SMF에 통지할 수 있다(AS 업데이트_변경된 서버 주소정보(제2 Address정보 포함)).
이에, AMF/SMF(네트워크장치(100))는, AF로부터 단말(UE)의 APP_1 서비스의 세션에 대해 서버 변경 통지(예: AS 1->AS 2 업데이트, 제2 Address정보 포함)를 수신하면, 제1 Address정보 및 제2 Address정보를 비교하여 단말(UE, APP_1 )에서의 서버 주소(예: Destination IP) 변경이 필요한지 여부를 판단한다(2).
AMF/SMF(네트워크장치(100))는, 제1 Address정보 및 제2 Address정보가 상이함에 따라 단말(UE, APP_1 )에서의 서버 주소(예: Destination IP) 변경이 필요하다고 판단하면, 전술한 AF로부터의 통지에 따라 트리거(Trigger)되어 해당 단말(UE)의 세션(예: APP_1)에 관여하는 UPF를 추가, 또는 제거, 또는 재배치하는 User Plane 재구성을 수행할 수 있다.
이때, AMF/SMF(네트워크장치(100))는, User Plane 재구성을 수행하는 중 단말(UE)로 전송되는 메시지(예: NAS PCO의 PDU Session Modification/Update Command) 활용하여, 변경된 서버(예: AS 2)에 대한 주소정보(예: IP) 즉 제2 Address정보, 보다 구체적으로 이를 포함하여 구성한 목적지정보(도 5 참조)를 단말(UE)로 즉시 전달할 수 있다(3).
이렇게 되면, 단말(UE)은 5G Core 망(Network Function, NFs)로부터 전송된 목적지정보를 근거로, APP_1의 세션에 대해 각 Activation 정보, duration 정보, 프로토콜 적용/처리 방식을 반영하여 APP_1 서비스의 종단(Peer)에 해당하는 어플리케이션 서버로서 제2 Address정보(변경된 서버 주소정보(예: AS 2 IP))를 사용하여 트래픽 전송을 수행할 수 있다.
이로 인해, 단말(UE, APP_1)에서 APP_1 서비스는 어플리케이션 서버 변경 시에도 끊김없이 실시간으로 제공될 수 있다(4).
아울러, AMF/SMF(네트워크장치(100))는, 목적지정보(도 5 참조)를 단말(UE)로 전송한 이후에도 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버의 주소정보를 상시 모니터링하므로, 이를 근거로 목적지정보(도 5 참조)에 따른 제2 Address정보(변경된 서버 주소정보(예: AS 2 IP)) 및 목적지정보(도 5 참조) 전송 이후 모니터링된 서버 주소정보를 비교/일치 여부를 확인함으로써, 목적지정보(도 5 참조) 전송에 의한 단말의 수행이 정상적으로 이루어졌는지 확인할 수도 있다(5).
이상, 본 발명의 실시예에 따르면, 5G Core 망(Network Function, NFs)에서의 단말 및 서버 간 APP 서비스의 트래픽을 상시 모니터링 및 이를 기반으로 단말(Local cache)에서의 서버 주소정보 변경 필요 여부를 실시간으로 판단할 수 있는 방안을 실현하며, 필요하다고 판단 시 관련 정보(변경된 주소정보 또는 목적지정보(변경된 주소정보 포함))를 즉각적으로 단말에 전달하는 방안을 실현하고 있다.
이로 인해, 본 발명의 실시예에 따르면, 이용 중인 APP 서비스의 서버 주소(예: Destination IP) 변경 시마다, 단말이 변경된 서버 주소를 즉시 사용하여 APP 서비스의 트래픽 전송을 수행할 수 있는 방안, 즉 어플리케이션 서버의 이동성을 보장하는 구체화된 방안을 실현할 수 있다.
이에 본 발명에서는, 어플리케이션 서버의 이동성을 보장하는 구체화된 방안 실현을 통해, 고객 품질 증대 및 저지연 서비스를 실현할 수 있는 서비스 환경을 제공할 수 있는 효과를 도출한다.
이하에서는, 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치의 동작 방법, 달리 말하면 네트워크장치의 동작 방법을 통해 실현하는 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술(방법)을 설명하겠다.
설명의 편의 상, 네트워크장치(100)의 참조번호를 사용하며, 네트워크장치(100)로서 Control plane의 노드 중 AMF 및 SMF를 언급하여 실시예를 설명하겠다.
본 발명의 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술(방법)에 따르면, 네트워크장치(100, AMF/SMF)는, 단말 및 어플리케이션 서버 간 앱(App) 단위의 세션에 대하여, 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버의 주소정보(예: IP)를 UPF의 파악/전달에 기반하여 상시 모니터링할 수 있다(S10).
한편, 본 발명의 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술(방법)에 따르면, 네트워크장치(100, AMF/SMF)는, Control Plane의 노드 즉 전술의 AF로부터, 단말(예: APP_1)에 대한 데이터 서비스(예: APP_1 서비스)의 서버 변경 통지(예: AS 1->AS 2)를 수신할 수 있다(S20).
이에, 본 발명의 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술(방법)에 따르면, 네트워크장치(100, AMF/SMF)는, 서버 변경 통지(예: AS 1->AS 2)를 수신하면(S20), 통지에 따른 서버(예: AS 2)의 주소정보(예: IP)와 단말(예: APP_1)에서 데이터 서비스(예: APP_1 서비스)의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버(예: AS 1)의 주소정보(예: IP) 즉 모니터링된 현재 서버(예: AS 1)의 주소정보(예: IP)를 비교한다(S30).
그리고, 본 발명의 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술(방법)에 따르면, 네트워크장치(100, AMF/SMF)는, 통지에 따른 서버(예: AS 2)의 주소정보(예: IP)와 현재 서버(예: AS 1)의 주소정보(예: IP)가 동일하면, 데이터 서비스(예: APP_1 서비스)의 서버 주소가 변경되지 않은 것으로 판단한다(S30 No).
반면, 본 발명의 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술(방법)에 따르면, 네트워크장치(100, AMF/SMF)는, 통지에 따른 서버(예: AS 2)의 주소정보(예: IP)와 현재 서버(예: AS 1)의 주소정보(예: IP)가 서로 상이하면, 데이터 서비스(예: APP_1 서비스)의 서버 주소가 변경되며, 따라서 단말(Local cache)에서의 서버 주소(예: Destination IP) 변경이 필요한 것으로 판단할 수 있다(S30 Yes).
이처럼, 본 발명의 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술(방법)에 따르면, 5G Core 망(Network Function, NFs)에서의 단말 및 서버 간 APP 서비스의 트래픽을 상시 모니터링 및 이를 기반으로 단말(Local cache)에서의 서버 주소정보 변경 필요 여부를 실시간으로 판단할 수 있는 방안을 실현하고 있다.
그리고, 본 발명의 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술(방법)에 따르면, 네트워크장치(100, AMF/SMF)는, 전술처럼 데이터 서비스(예: APP_1 서비스)의 서버 주소가 변경된 것으로 판단함에 따라(예: AS 1->AS 2)(S30 Yes), 변경된 서버(예: AS 2)에 대한 주소정보(예: IP)를 해당 단말(APP_1)로 즉시 전달한다(S40).
보다 구체적인 실시예에 따르면, 본 발명의 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술(방법)에 따르면, 네트워크장치(100, AMF/SMF)는, 변경된 서버(예: AS 2)에 대한 주소정보가 포함된 목적지정보를 해당 단말(APP_1)로 전송할 수 있다(S40).
즉, 네트워크장치(100, AMF/SMF)는, AF로부터 통지된 변경된 서버(예: AS 2)의 주소정보(예: IP) 외에도, 해당 단말(APP_1)에서 변경된 서버 주소정보(예: AS 2 IP) 사용 시 반영할 조건을 입력/포함하는 목적지정보를 해당 단말(APP_1)로 전송할 수 있다.
이러한 목적지정보는, 변경된 서버에 대하여 Internet Protocol Suite에 따른 Link Layer(L2), Internet Layer(L3), Transport Layer(L4), Application Layer(L7)의 주소 중 적어도 하나를 포함하는 주소정보를 포함할 수 있다.
즉, 목적지정보에 포함되는 주소정보는, Internet Protocol Suite에 따른 Link Layer(L2), Internet Layer(L3), Transport Layer(L4) 그리고 Application Layer(L7) 내 포함되는 Destination 주소로 구분 및 포함될 수 있으며, 예를 들면 L2는 MAC의 destination 주소, L3는 IP(v4 및 v6) 주소, L4는 Transport(TCP, UDP, SCTP, DCCP) 주소, L7는 Application(HTTP/S, S/FTP 의 URL/URI/URN) 주소가 될 수 있다.
아울러, 목적지정보는, 변경된 서버의 주소정보를 사용하는 트래픽 전송의 수행 시점에 대한 Activation 정보, 수행 기간에 대한 duration 정보, 수행 시 프로토콜 적용 방식에 대한 정보, 프로토콜 처리 방식에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
도 5는 단말로 전달되는 목적지정보의 구성 일 예를 보여주고 있다.
도 5에서는, 단말에서 실행 중인 각 APP_1, APP_2...APP_N의 세션 중 APP_1의 2개 세션 및 APP_2의 1개 세션에 대해, 서버 주소 변경을 전달하는 목적지정보의 구성을 일 예로서 보여주고 있다.
만약, 전술의 설명처럼 단말 내 실행 중인 어플리케이션(예: APP_1, APP_2...APP_N) 중, APP_1을 서비스하는 어플리케이션 서버(AS 1)에 대해서만 서버가 변경되는 이벤트(예: AS 1->AS 2)가 발생한다고 가정하면, 도 5에 도시된 목적지정보의 구성 예시에서, 'APP_1'의 세션에 대한 정보(제2 Address 정보, Activation 정보, duration 정보, 프로토콜 적용/처리 방식)만 변경된 상태로 구성되어, SMF에 의해 단말로 전달/전송될 것이다.
한편, 네트워크장치(100, AMF/SMF)는, S20단계에서 AF로부터 단말(예: APP_1)에 대한 데이터 서비스(예: APP_1 서비스)의 서버 변경이 통지되는 경우(예: AS 1->AS 2), 이러한 통지에 트리거(Trigger)되어 해당 단말의 세션(예: APP_1)에 관여하는 UPF를 추가, 또는 제거, 또는 재배치하는 User Plane 재구성을 수행할 수 있다.
이때, 네트워크장치(100, AMF/SMF)는, 전술의 User Plane 재구성 수행 과정에서 해당 단말로 전송되는 메시지(예: NAS PCO의 PDU Session Modification/Update Command)를 활용하여, 변경된 서버(예: AS 2)에 대한 주소정보(예: IP)가 포함된 목적지정보를 해당 단말(APP_1)로 즉시 전달할 수 있다(S40).
이렇게 되면, 단말에서는, 위 목적지정보를 수신한 하위 계층(예: UE NAS 계층)이 상위의 UE 어플리케이션 계층으로 전달하고, UE 어플리케이션 계층은 목적지정보를 전달받는 즉시 이를 근거로 APP_1의 세션에 대해 각 Activation 정보, duration 정보, 프로토콜 적용/처리 방식을 반영하여 APP_1 서비스의 종단(Peer)에 해당하는 어플리케이션 서버로서 제2 Address정보(변경된 서버 주소정보(예: AS 2 IP))를 사용하여 트래픽 전송을 수행할 수 있다.
이로 인해, 단말(APP_1)에서 APP_1 서비스는, 어플리케이션 서버 변경 시에도 끊김없이 실시간으로 제공될 수 있다(S50).
더 나아가, 본 발명의 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술(방법)에 따르면, 네트워크장치(100, AMF/SMF)는, 목적지정보를 단말로 전송한 이후에도 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버의 주소정보를 상시 모니터링하므로, 이를 근거로 목적지정보에 따른 제2 Address정보(변경된 서버 주소정보(예: AS 2 IP)) 및 목적지정보 전송 이후 모니터링된 서버 주소정보를 비교/일치 여부를 확인함으로써, 목적지정보 전송에 의한 단말의 수행이 정상적으로 이루어졌는지 확인할 수도 있다(S60).
이상, 본 발명의 실시예에 따르면, 5G Core 망(NFs)에서의 단말 및 서버 간 APP 서비스의 트래픽을 상시 모니터링 및 이를 기반으로 단말(Local cache)에서의 서버 주소정보 변경 필요 여부를 실시간으로 판단할 수 있는 방안을 실현하며, 필요하다고 판단 시 관련 정보(변경된 주소정보 또는 목적지정보(변경된 주소정보 포함))을 즉각적으로 단말에 전달하는 방안을 실현하고 있다.
이로 인해, 본 발명의 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술(방법)에 따르면, 이용 중인 APP 서비스의 서버 주소(예: Destination IP) 변경 시마다 단말이 변경된 서버 주소를 즉시 사용하여 APP 서비스의 트래픽 전송을 수행할 수 있는 방안, 즉 어플리케이션 서버의 이동성을 보장하는 구체화된 방안을 실현할 수 있다.
이에, 본 발명의 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술(방법)에 따르면, 어플리케이션 서버의 이동성을 보장하는 대한 구체화된 방안 실현을 통해, 고객 품질 증대 및 저지연 서비스를 실현할 수 있는 서비스 환경을 제공할 수 있는 효과를 도출한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션 서버 이동성 보장 기술(방법)은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
지금까지 본 발명을 다양한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

Claims (11)

  1. 단말 및 서버 간 데이터 서비스의 트래픽 전송을 위한 세션이 설정된 상태에서, 상기 데이터 서비스의 서버 주소가 변경되는지 여부를 판단하는 변경판단부; 및
    상기 데이터 서비스의 서버 주소 변경이 판단되면 상기 변경된 서버에 대한 주소정보를 상기 단말로 전달하여, 상기 단말이 상기 변경된 서버의 주소정보를 사용하여 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송을 수행하도록 하는 정보전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변경판단부는,
    Control Plane의 노드로부터 상기 단말에 대한 상기 데이터 서비스의 서버 변경이 통지되는 경우,
    상기 통지에 따른 서버의 주소정보 및 상기 단말에서 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버의 주소정보를 비교하여, 상기 데이터 서비스의 서버 주소가 변경되는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단말에서 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버의 주소정보는,
    상기 세션에 관여하는 User Plane의 노드를 기반으로 모니터링되는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말로 전달되는 상기 주소정보는,
    Control Plane의 노드로부터 상기 단말에 대한 상기 데이터 서비스의 서버 변경이 통지됨에 따라, 상기 세션에 관여하는 User Plane의 노드를 추가, 또는 제거, 또는 재배치하는 사용자 평면 재구성이 수행되는 과정 중에, 상기 단말로 전송되는 메시지를 통해 전달되는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보전달부는, 상기 주소정보가 포함된 목적지정보를 상기 단말로 전송하며,
    상기 목적지정보는,
    상기 변경된 서버에 대하여 Internet Protocol Suite에 따른 Link Layer(L2), Internet Layer(L3), Transport Layer(L4), Application Layer(L7)의 주소 중 적어도 하나를 포함하는 주소정보, 상기 변경된 서버의 주소정보를 사용하는 트래픽 전송의 수행 시점에 대한 Activation 정보, 수행 기간에 대한 duration 정보, 수행 시 프로토콜 적용 방식에 대한 정보, 프로토콜 처리 방식에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국장치는,
    Control Plane의 노드 중 적어도 하나인 것을 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  7. 단말장치에 있어서,
    상기 단말장치 및 서버 간 데이터 서비스의 트래픽 전송을 위한 세션이 설정된 상태에서, Control Plane의 노드로부터 상기 데이터 서비스의 서버에 대해 전달되는 변경된 서버 주소정보를 수신하는 정보수신부; 및
    상기 변경된 서버 주소정보를 수신하면, 상기 변경된 서버 주소정보를 사용하여 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송을 수행하는 어플리케이션부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 변경된 서버 주소정보는,
    상기 Control Plane에서 통지되는 상기 데이터 서비스의 서버 변경에 따른 서버의 주소정보 및 User Plane에서 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 것으로 모니터링되는 서버의 주소정보가 서로 다른 경우, 전달되는 것을 특징으로 하는 단말장치.
  9. 단말 및 서버 간 데이터 서비스의 트래픽 전송을 위한 세션이 설정된 상태에서, 상기 데이터 서비스의 서버 주소가 변경되는지 여부를 판단하는 변경판단단계; 및
    상기 데이터 서비스의 서버 주소 변경이 판단되면 상기 변경된 서버에 대한 주소정보를 상기 단말로 전달하여, 상기 단말이 상기 변경된 서버의 주소정보를 사용하여 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송을 수행하도록 하는 정보전달단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 동작 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 변경판단단계는,
    Control Plane의 노드로부터 상기 단말에 대한 상기 데이터 서비스의 서버 변경이 통지되는 경우, 상기 통지에 따른 서버의 주소정보 및 상기 단말에서 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버의 주소정보를 비교하는 단계,
    상기 비교 결과에 따라 상기 데이터 서비스의 서버 주소가 변경되는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 동작 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 단말에서 상기 데이터 서비스의 트래픽 전송 시 사용하고 있는 서버의 주소정보는,
    상기 세션에 관여하는 User Plane의 노드를 기반으로 모니터링되는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 동작 방법.
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